لي تشي 1، الفقرة 1 تشى مين، كونغ تيان 1، 2 تشانغ تشى
(كلية الهندسة الميكانيكية، جامعة شنيانغ، وشنيانغ 110159؛ 2. شبكة الدولة للطاقة الكهربائية المحدودة ينغكو، مقاطعة لياونينغ، وشركة الكهرباء، ينغكو، لياونينغ 115000)
: نظام الطلب نقل شبكة الرصد عن بعد من الحصول على البيانات المجال الصناعي، رصد متعددة نقطة بيانات الشبكة عن بعد وحدة الاتصالات SIM900A STM32F103 متحكم القائمة. STM32 الحصول على البيانات أقل آلة يمكن أن يتم بشكل دوري كل وحدة استشعار لاستخدام SIM900A الكمبيوتر المضيف البعيد الذي لا يعتمد على شبكة جي بي آر إس رصد مواقع اتصالات البيانات بيئة الشبكة TCP. النظام قد تنفيذ عدد وافر من المراقبة المستمرة للعدد وافر من النقاط والحصول على البيانات وجوه ونقل البيانات عن بعد في وقت واحد. تبين التجارب الميدانية أن استقرارنا نظام للرصد وقوي في الوقت الحقيقي خطأ قياس صغير، وانخفاض استهلاك الطاقة، والمصممة لتلبية متطلبات الصناعة.
: بيانات الاكتساب، TCP، جي بي آر إس، STM32، SIM900A
: كود TP27 الوثيقة: ADOI: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2016.24.030
شكل إشارة : تشي لي، شريحة تشى مين، كونغ تيان، وآخرون البقعة بيانات الاستشعار عن بعد نظام الرصد وSIM900A STM32 الشبكات القائمة [J] ITS APPLICATIONS، 2016،35 (24): 105-108.
0 مقدمة
في الصناعة، وقد تم جمع البيانات في عملية الإنتاج جزء مهم جدا، سواء كان ذلك للحفاظ على سير العمل العادي للآلة أو التشغيل البيئة، هي جزء لا يتجزأ دقة وكفاءة تكنولوجيا جمع البيانات.
وبناء على التصميم الهيكلي لنظم الحصول على البيانات جزءا لا يتجزأ من عادة RS232 توظيف، RS485 طريقة أخرى نقل البيانات التسلسلي مع الكمبيوتر المضيف، على الرغم من موثوق بها للغاية، ولكن يقتصر بواسطة كابل، يجب أن تظل PC ضمن مسافة معينة. في بعض درجات الحرارة العالية، وبيئات تآكل، وترتيب كابل أمر صعب، يمكن أن تتلف بسهولة [1].
مع التقدم في التكنولوجيا، والتطور السريع في تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة، لديها الآن الاستقرار عالية جدا، الأمر الذي يجعل أيضا تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة في صناعة التطبيقات الممكنة. باستخدام شبكة جي بي آر إس القائمة التي تظهر تغطية الشبكة عالية، وحسن خصائص الإرسال ميزة توفير لاسلكية لنقل مريحة للنظام الحصول على البيانات الأصلية. تكنولوجيا الاتصالات المتنقلة في الاستفادة من مرونة ويمكن الشبكية مستقل الترتيب [2].
1 التصميم العام
تم تصميم هذه المقالة متعدد نقطة بيانات الشبكة عن بعد مراقبة النظام من قبل الجهاز الصغير ومكونات الجهاز المضيف، وذلك باستخدام وحدة الاتصالات أقل آلة متصلة مباشرة إلى شبكة جي بي آر إس، لتحقيق موثوق شبكة نقل البيانات لا تعتمد على مجال بيئة شبكة اتصال TCP. التي لا يمكن إلا أن عرض البيانات الفردية على الكمبيوتر المضيف لكل حملت المحطة، ويمكن أيضا أن يكون عبر تحليل عدد وافر من المحطات البيانات، ويحسن إلى حد كبير كفاءة استخدامها والحصول على البيانات.
حيث الآلة أقل يمكن أن تنقسم إلى ثلاثة أجزاء STM32 متحكم، وحدة الاتصالات وSIM900 أجهزة استشعار متعددة. معدات كلها منخفضة جدا من حيث التكلفة، STM32 متحكم الأساسية حدة الاتصالات SIM900A عضوا في مئات فقط من الدولارات، ويمكن للمستخدم تحديد وحدة استشعار المطلوب وفقا لطلب. برنامج PC باستخدام بيانات تصميم كيو تي على أساس استشعار بين لغة C ++، الكمبيوتر أقل والكمبيوتر المضيف عبر شبكة نقل البيانات بروتوكول TCP، قد تتلقى كل الكمبيوتر المضيف يتم تحميل عدد وافر من المحطات. التصميم العام للمخطط كتلة النظام هو مبين في الشكل (1).
2 تصميم الأجهزة
شبكة بيانات الاستشعار عن بعد متعدد نقطة نظام مراقبة يمكن القيام به تقريبا جميع انواع الحصول على البيانات. نظرا لضيق المساحة، يصف ورقة الحصول على البيانات درجة الحرارة مثال لهيكل إطار النظام بأكمله وتنفيذ محددة. أنواع أخرى من الحصول على البيانات، والبيانات درجة الحرارة تصميم منطق الاستحواذ على حالها تقريبا، أضيفت فقط آلة أقل بت وإجراءات جمع البيانات في عملية الاستشعار بإرسال منها في حلقة البرنامج الرئيسي.
تم تركيب جهاز الرصد عن بعد على ارض الملعب، ومجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار لجمع البيانات، يتم نقل وحدة الاتصالات إلى SIM900A STM32 معالجة متحكم، وبيانات حدة الاتصالات ينقل عبر منفذ TCP من شبكة جي بي آر إس إلى الكمبيوتر المضيف. PC اعتمادا على اختلاف كل مجفف رقم الجهاز المستوى الأدنى. الدائرة أجهزة النظام هو مبين في الشكل.
2.1STM32F103ZET6 متحكم
STM32F103ZET6 تحسين الأداء ARM CortexTM-M3 هو 72 ميغاهرتز، مع GPIO واجهة 112، مضاعفة وظائف متعددة، وجود مقاومة عالية جدا ويمكن تطوير 32 بت RISC تردد التشغيل الأساسية للاستخدامات متحكم [3] .
لها عالية الأداء العام، ومستقرة، ورخيصة، وتستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والعديد من المشاريع الحل المثالي [4].
و2.2SIM900A حدة الاتصالات
وحدة الاتصالات اللاسلكية باستخدام SIM900A رقاقة، هي المسؤولة أساسا عن وظيفة نقل البيانات من محطة نائية. وحدة SIM900A هو الحجم الصغير، الذي بني مكدس البروتوكول TCP / IP من وحدة GSM / جي بي آر إس [5].
أجهزة استشعار الحرارة 2.3DS18B20
DS18B20 مكسيم هو جهاز استشعار درجة الحرارة، يمكن للمتحكم التواصل [6] وبروتوكول 1Wire DS18B20.
3 تصميم البرمجيات
تم تصميم هذا المقال من قبل النظام، وانخفاض برنامج PC برنامج يتكون من جزأين. حيث البرنامج STM32 آلة أقل للحصول على البيانات وتوقيت لنقل أنواع مختلفة من البيانات عبر وحدة SIM900A بروتوكول TCP إلى الكمبيوتر المضيف. برنامج PC هو المسؤول عن مراقبة كل حركة المرور TCP الميناء، التي تعامل معها الميناء عن البيانات TCP واردة.
3.1 برمجة الكمبيوتر أقل
خفض من قبل البرنامج الرئيسي، الوظائف الفرعية لنقل البيانات TCP والتدابير روتين درجة الحرارة من ثلاثة أجزاء، صممت بواسطة لغة C. ثلاث وحدات جمع البيانات التعاون والعمل تحميلها.
3.1.1 البرنامج الرئيسي
STM32 روتين الرئيسي هو المسؤول عن تهيئة السجلات والاتصال بشكل دوري كل روتين وظيفة لبيانات جمع وتخزين البيانات التي تم جمعها وإرسالها إلى كل من الكمبيوتر المضيف من خلال شبكة جي بي آر إس. وتجدر الإشارة إلى أن مخطط من FIG 3 ميناء GPIO متحكم الرئيسي STM32 وظائف المتنوعة وعلى مدار الساعة مستقلة، لا بد من تهيئة قبل الاستخدام، كل هامشية لا تعمل خلاف ذلك. يتم فقدان مدار الساعة SysTick استخدامها لتوليد نبضات القلب، وتحقيق وظيفة تأخير. نظام تدفق الرسم البياني الذي يظهر في الشكل (3).
3.1.2 الإرسال برنامج ثانوي البيانات TCP
SIM900A حدة الاتصالات باستخدام واجهة تسلسلية للتواصل مع STM32. تطبيق STM32 AT التواصل مع القيادة SIM900A [7]. وتتمثل المهمة الرئيسية للTCP SIM900A تطبيق اتصال هنا، يتعلق في المقام الأول تعليمات بشأن يظهر بروتوكول TCP في الجدول 1.
وفقا لأوامر AT وتنسيق الأمر يرتبط بها، روتين عملية نقل البيانات هو مبين في الشكل (4)
3.1.3 القياس استشعار درجة الحرارة روتين
درجة الحرارة DS18B20 استشعار بروتوكول 1Wire STM32 متحكم التواصل، أنها ليست سوى دبابيس DQ لنقل البيانات، لديها توقيت البرمجيات المعقدة جدا. الرسم البياني البرنامج هو مبين في الشكل (5).
برمجة 3.2 PC
يستخدم نظام PC تم تصميم هذه المقالة كيو تي مصمم، فمن إطار تطبيق C ++ واجهة المستخدم الرسومية لعبر منصة. فإنه يوفر كافة الميزات الموجودة في إرساء فن واجهة المستخدم الرسومية اللازمة لمطور التطبيق. وهو تماما وجوه المنحى، للمد بسهولة، ويسمح البرنامج مكون صحيح [8]. تحتاج فقط إلى كتابة تطبيق مرة واحدة، يمكنك نشر هذه البرامج على أنظمة تشغيل مختلفة.
كيو تي كيو تي في التواصل بين الكائنين وآلية فتحة إشارة. سوف يؤدي إشارة توقيت الموافق الأخدود هي وظيفة ومعالجة الإشارات ردا على [9].
3.2.1 الطبقة ReceivedData
البرنامج الأساسي PC من الدرجة ReceivedData، والتي هي فئة مخصصة يرث من الدرجة QWidget. كل يتطابق الكائن إلى ميناء ReceivedData الصف، لتلقي ومعالجة المقبل البيانات طاقم TCP ونقل بيانات مختلفة على رسم بياني كامل عملية العرض.
تحتوي الطبقة ReceivedData QCustomPlot أساسا كائن فئة، كائن فئة QTcpServer QTcpSocket وكائن فئة. الطبقة QCustomPlot هو الاتفاق ولكن درجة عالية من الفنية كيو تي رسم الطبقات، والتي تنص على برنامج لرسم نافذة الرسم البياني، يمكن للمستخدم بسهولة تعيين المعلمات لتحقيق عدد وافر من المنحنيات في رسم الإطار، السحب والتمرير التكبير العجلات الصور وغيرها من المهام. في حين أن مجموعة من المحاضرات وكائنات فئة QTcpSocket QTcpServer يمكن أن يتحقق محدد منفذ TCP استقبال البيانات. المكونات الرئيسية ReceivedData هو مبين في الجدول رقم 2 الصف.
بروتوكول الاتصالات 3.2.2TCP تدفق التجهيز
كيو تي من خلال مقبس TCP لنقل البيانات، وربط الخادم TCP إلى اتصال مأخذ التوصيل الجديد عند استلام طلب الاتصال. كخادم الكمبيوتر المضيف مخطط TCP أقل تفاعل الجهاز كعميل TCP وكما هو مبين في الشكل.
4 النتائج
بعد نظام تحكم يتم التخلص منها في موقعين، يتم تشغيل كل جهاز استشعار متصلة آلة السلطة على انخفاض يوم، يبدأ PC تلقي البيانات من TCP إلى المنفذ المحدد. بعد فترة الرصد، حصلت على بيانات الرصد من منحنى أجهزة الكمبيوتر عن بعد.
الشكل 7 يبين تأثير على تشغيل عن بعد PC مراقبة اثنين من بيانات الكمبيوتر أقل من الحالية يمكن رؤيتها بوضوح في مواقع الرصد درجة الحرارة FIG مع اثنين من التغييرات على مر الزمن، يمكن رصد الكائن المصدر التسليم من خلال مربع التحرير والسرد. وتضم واجهة PC قناتين، مرفوع كل البيانات الواردة اثنين البيانات المضاعفة أقل آلة مبدأ التصميم مراقبة واجهة بها متطابقة، تماما كما هو مطلوب البيانات مثيل كائن فئة ReceivedData مراقبة يمكن القيام به في عدد محدد من أفراد الطاقم.
5. الخاتمة
تم تصميم هذه المقالة نظام الحصول على البيانات بيئة المجال معقدة للغاية وحلول قياس مؤقتة مناسبة. هذه المحطة قياس أي قيود المسافة مع الكمبيوتر المضيف وحفظ الكثير من القوى العاملة والموارد، ما دام كل من يمكن الاتصال بالإنترنت لاستكمال نقل البيانات. في التطور السريع للتكنولوجيا الشبكة اليوم، هذا المزيج من بعيد نظام الحصول على البيانات شبكة جي بي آر إس قيمة عملية للغاية.
مراجع
. [1] وانغ تشى يى، شتلات alkylene الاتجاه الربيع كابل نقل والميزات التقنية تحليل [J] الهندسة الإلكترونية هندسة البرمجيات والتكنولوجيا، 2013 (17): 193193
[2] لى يانغ تصميم ودرجة الحرارة STM32 نظام الرصد عن بعد على أساس GSM و [J] الأجهزة وأتمتة، 2015 (1) :. 5659.
[3] استنادا STM32-Luyou يانغ نظرية النظام جزءا لا يتجزأ من وتصميم [M] بكين: الميكانيكية صناعة الصحافة، 2014.
[4] YIU J. ARM CortexM3 وCortexM4 النهائي دليل [M] تشانغ يو، تساو Mengjuan وانغ LIHONG، بكين: مطبعة جامعة تسينغهوا، 2015.
[5] قان تشى وى يان كاي القائم SIM900A لاسلكية بطاقة الحصول على البيانات و[J]. شانشى التكنولوجيا الالكترونية، 2013 (1) :. 5558.
. [6] أغنية Xuesong، لي دونغ مينغ، تسوى تشانغشنغ علمتك كيف تتعلم 51 SCM: C لغة نسخة [M] بكين: مطبعة جامعة تسينغهوا، 2014.
[7] وبالإضافة إلى تشنغ، ولى Zongbo البحوث جي بي آر إس تقنية نقل البيانات على أساس المعالجات STM32 [J] ITS APPLICATIONS، 2012،31 (21): .. 6164.
[8] تطوير لو ون تشو .Qt5 وأمثلة (2nd طبعة) [M] بكين: الصناعة الالكترونية برس، 2015.
[9] جيندا تشن سيول .Qt5 تطوير عملي [M] تشانغ هونغ يان، بكين: الناس المشاركات والاتصالات الصحافة، 2015.
